МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УДМУРТСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

Автономное профессиональное образовательное учреждение Удмуртской Республики «Техникум радиоэлектроники и информационных технологий имени А.В. Воскресенского»

Практическая работа № 1

Тема: Исследование удельного сопротивления электротехнических материалов.

Цель: научиться определять удельное сопротивление проводника, установить количественную зависимость электрического сопротивления от длины проводника:

Формируемые умения:

- использовать электроматериалы при выполнении монтажных работ

Оснащение: амперметр, вольтметр, лента измерительная, микрометр или штангенциркуль, источник тока, проволока из материала с большим удельным сопротивлением длиной 65–70 см и диаметром около 0,5 мм, металлические наконечники, ключ, соединительные провода.

Теоретические сведения:

Удельное электрическое сопротивление, или просто удельное сопротивление вещества — физическая величина, характеризующая способность вещества препятствовать прохождению электрического тока.

Удельное сопротивление обозначается греческой буквой  . Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной проводимостью (удельной электропроводностью). В отличие от электрического сопротивления, являющегося свойством проводника и зависящего от его материала, формы и размеров, удельное электрическое сопротивление является свойством только вещества.

Электрическое сопротивление однородного проводника с удельным сопротивлением , длиной   и площадью поперечного сечения S может быть рассчитано по формуле 

(при этом предполагается, что ни площадь, ни форма поперечного сечения не меняются вдоль проводника). Соответственно, для ρ выполняется 

Из последней формулы следует: физический смысл удельного сопротивления вещества заключается в том, что оно представляет собой сопротивление изготовленного из этого вещества однородного проводника единичной длины и с единичной площадью поперечного сечения.

Единица измерения удельного сопротивления в Международной системе единиц (СИ) — Ом·м. Из соотношения 

следует, что единица измерения удельного сопротивления в системе СИ равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 м², изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом. Соответственно, удельное сопротивление произвольного вещества, выраженное в единицах СИ, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м².

В технике также применяется устаревшая внесистемная единица Ом·мм²/м, равная 10⁻⁶ от 1 Ом·м. Данная единица равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 мм², изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное1 Ом. Соответственно, удельное сопротивление какого-либо вещества, выраженное в этих единицах, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм².

Площадь поперечного сечения образца проволоки можно рассчитать по формуле 

Порядок выполнения работы:

1. Запишите исходные формулы для расчета удельного сопротивления проводника, заполнив пропуски:

2. Получите рабочую формулу для расчета удельного сопротивления проводника, заполнив пропуски: 

3.  Зарисуйте в тетради схему электрической цепи для измерения удельного сопротивления проводника.

Рис.1 Схема электрической цепи.

4. Измерьте микрометром или штангенциркулем диаметр проволоки d, вычислите площадь поперечного сечения проволоки S.

5. Измерьте лентой длину проволоки  (между металлическими наконечниками).

6. Соберите цепь, соединив последовательно источник тока, проволоку, амперметр и ключ.

7. Параллельно проволоке подключите вольтметр.

8. Замкнув ключ, измерьте силу тока I в цепи и напряжение U на концах проволоки. Рассчитайте электрическое сопротивление R проволоки.

9. Вычислите удельное сопротивление   по рабочей формуле.

10. Разомкните ключ, измените расстояние   между наконечниками и измерьте длину проволоки во второй раз.

11. Замкнув ключ, измерьте опять силу тока I в цепи и напряжение U на концах проволоки; вычислите сопротивление проволоки R и ее удельное сопротивление   во второй раз.

12. Повторите п. 10, 11, проделав опыт в третий раз.

13. Рассчитайте среднее значение экспериментально полученных значений удельного

сопротивления по формуле: 

14. По данным таблицы постройте график зависимости R( ).

15. Сравните среднее экспериментальное значение удельного сопротивления проволоки с табличными данными, укажите, из какого материала изготовлена проволока, проанализируйте график зависимости R( ), запишите вывод.

Контрольные вопросы.

1. Как классифицируют проводниковые материалы?

2. Что такое удельное сопротивление?

3. По какой формуле рассчитывается удельное сопротивление?

4. В каких единицах измеряется удельное сопротивление?

5. Релаксация.

Критерии оценки:

Оценка 5 – «отлично» выставляется, если обучающийся имеет глубокие знания учебного материала по теме практической работы, показывает усвоение взаимосвязи основных понятий используемых в работе, смог ответить на все уточняющие и дополнительные вопросы.

Оценка 4 – «хорошо» выставляется, если обучающийся показал знание учебного материала, усвоил основную литературу, смог ответить почти полно на все заданные дополнительные и уточняющие вопросы.

Оценка 3 – «удовлетворительно» выставляется, если обучающийся в целом освоил материал практической работы, ответил не на все уточняющие и дополнительные вопросы.

Оценка 2 – «неудовлетворительно» выставляется обучающемуся, если он имеет существенные пробелы в знаниях основного учебного материала практической работы, который полностью не раскрыл содержание вопросов, не смог ответить на уточняющие и дополнительные вопросы.

Практическая работа № 2

Тема «Расшифровка обозначения марок сплавов цветных металлов»

Цель работы: развитие умений классифицировать, расшифровывать и характеризовать область применения сплавов цветных металлов.

Оборудование: учебник А.А. Черепахина «Материаловедение», плакаты: «Область применения медных сплавов», «Свойства алюминиевых сплавов», «Область применения баббитов».

Содержание работы

Теоретическая часть

Классифицировать сплав – значит отнести его к соответствующему классу материалов по признакам:

- химическому составу,

- структуре,

- применению.

Расшифровывая марку сплава, необходимо дать его полное название и раскрыть содержание всех букв и цифр марки. Следует иметь в виду, что в ряде сплавов содержание компонентов прямо не указано в марке, но следует из принципов маркировки данного материала и должно быть отражено при расшифровке.

Характеризуя область применения сплава, можно сослаться на круг наиболее распространенных изделий из данного сплава. Необходимые для выполнения данного задания сведения содержатся в главе 2 учебника А.А. Черепахина «Материаловедение».

Сплавы на основе меди. Медные сплавы обладают высокими механическими свойствами, хорошо сопротивляются износу и коррозии. По составу легирования различают латуни, бронзы и медно-никелевые сплавы.

Традиционная маркировка имеет следующий вид. Латуни обозначаются буквой Л, бронзы – Бр. У латуни после буквы Л указываются буквенные обозначения легирующих компонентов, далее проставляется массовое процентное содержание меди, затем подряд – массовое процентное содержание легирующих компонентов, содержание цинка – остальное. Например: ЛМцЖ55-3-1 – латунь, медь- 55 %, марганец – 3 %, железо – 1 %, цинк – остальное. У бронзы после букв Бр указываются буквенные обозначения легирующих компонентов, далее подряд – массовое процентное содержание легирующих компонентов, содержание меди – остальное. Например: БрОЦС4-4-2,5 – бронза, олово – 4%, кремний – 2.5 %, остальное – медь.

Сплавы на основе титана. Титановые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью и прочностью при малой плотности. Наибольшее распространение получили сплавы, легированные алюминием, оловом, марганцем, хромом и ванадием. Сплавы широко используются в машиностроении, особенно в авиа- и судостроении.

Сплавы на основе алюминия. Для алюминиевых сплавов характерна относительно большая удельная прочность. Литейные сплавы имеют хорошие литейные свойства, хорошо обрабатываются резанием. Маркируют буквами АЛ, затем цифрами, указывающими порядковый номер сплава. Деформируемые сплавы обладают удовлетворительной пластичностью, высокой коррозионной стойкостью, в основном применяются для сварных и клепаных соединений элементов конструкций, испытывающих небольшие нагрузки, но требующих высокого сопротивления коррозии. Марки дюралюминиевых сплавов начинаются с буквы Д, за которой стоит цифра, обозначающая условный порядковый номер сплава.23

Антифрикционные сплавы. Такие сплавы применяют для заливки подшипников скольжения. Применяются сплавы на основе олова или свинца (баббиты), меди, алюминия, цинка. Баббиты обозначаются буквой Б, далее ставится цифра, показывающая процентное содержание олова, или буква, характеризующая специальный элемент, входящий в сплав. Например: Б88 – сплав содержит 88 % олова, БТ – сплав содержит теллур, БК2 – основа свинец.

Задания для работы

Задание 1.

Из перечисленных ниже марок оловянных бронз укажите сначала

литейные, а затем деформируемые бронзы: БрОЦ4-3, БрОЦС4-4-4, БрО10, БрОЦСН3-7-5-1, БрОФ10-1, БрОФ4-0,25, БрОЦС5-5-5, БрОФ6,5-0,4.

Для ответа необходимо учитывать влияние олова на механические свойства оловянных бронз, а также руководствоваться данными табл. 6 и 7. Укажите их химический состав.

Задание 2. Какой химический состав имеют следующие материалы: БрАЖ9-4,

БрКМц3-1, БрБ2, БрМц5, БрС30, Л96, ЛС80-3, ЛЖМц59-1-1, ЛА77-2.

Задание 3. Из перечисленных марок металлических материалов выберите марки антифрикционных сплавов: БрС30, АК4, ШХ6, У7, Б83, Р!8, БН, БСт5, БрОЦС5-5-5, АСЧ-1, Б16, ШХ15, БК, БСт6, БТ, Т15К6, ВТ14.

Задание 4. Какие из указанных марок литейных алюминиевых сплавов наиболее пригодны для производства отливок и почему: АЛ7, АЛ2, АЛ4, АЛ8, АЛ23, АЛ9, АЛ19?

Задание 5. Каков химический состав и назначение следующих марок латуней: Л68, ЛС59-1Л, ЛКС80-3-3, ЛАЖ60-1-1?

Таблица 6 – Бронзы оловянные литейные

Практическая работа № 3

Тема «Маркировка чугунов. Подбор марок чугуна для изготовления деталей машин»

Цель работы: научиться расшифровывать и читать марки чугунов, подбирать марки чугунов для изготовления деталей

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомится с основными сведениями по теме работы

2. По индивидуальному заданию (табл.1) расшифровать марки чугунов, заполнить таблицу

Таблица 1

Таблица 2

Результаты работы по классификации и маркировке чугунов

3. Укажите процентное содержание углерода в чугуне?

Контрольные вопросы

1.Что такое чугун и его характеристика?

2.Как классифицируются чугуны по состоянию углерода?

3.Что такое белый чугун, его характеристика и назначение?

4.Что такое серый чугун, его характеристика и назначение?

5 Что такое ковкий чугун, его характеристика и назначение?

6.Что такое высокопрочный чугун, его характеристика и назначение?

7.Как маркируются серые, высокопрочные и ковкие чугуны?

8. Виды легированных чугунов? Как маркируют легированные чугуны?

ВАРИАНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАНЯТИЙ

Некоторые марки чугунов, применяемых в промышленности

Практическая работа № 4

Анализ применения твёрдых неорганических диэлектриков

Цель: закрепить знания по применению неорганических диэлектриков с учётом их свойств

Задание

1.Ознакомтесь с учебным пособием.

2.Заполните таблицу1.

Таблица 1

3.Укажите, какие компоненты используют в качестве исходных материалов для получения керамики. Приведите примеры.

4. Укажите, какую кристаллическую фазу желательно иметь для обеспечения высоких изоляционных свойств керамики.

5. Укажите, от каких факторов повышается электропроводность керамики.

6. Укажите свойства, которыми должны обладать керамические материалы.

7. Заполните таблицу 2.

Таблица2

8. Укажите применение плёнок оксидов алюминия, тантала, титана, ниобия, кремния, германия.

9. Укажите, для какой цели оксидируют детали из меди и её сплавов.

10. Укажите, для какой цели применяю плёнки на основе оксидов алюминия, титана, циркония, бериллия в полупроводниковой технологии.

11.Перечислите свойства, которыми обладает слюда.

12. Укажите причину, при которой слюда теряет свои электрические и механические свойства.

13 Заполните таблицу 3.

Таблица 3

Критерии оценивания:

Оценка «отлично» - выполнение всех заданий с незначительными ошибками.

Оценка «хорошо» - выполнение заданий 1-12 с незначительными ошибками.

Оценка «удовлетворительно» - выполнение заданий 1-11 с ошибками.

Оценка «неудовлетворительно» - выполнение заданий 1-10 с ошибками.

Практическая работа № 5

Тема: Анализ применения конденсаторов

Цель: закрепить знания по применению диэлектриков с учётом их свойств

Задание

1.Укажите виды конденсаторов по материалу диэлектрика .

2. Укажите, какие требования к конденсаторам должен обеспечивать материал диэлектрика.

3.Укажите основные параметры конденсаторов.

4.Заполните таблицу 1.

Таблица1

5.Опишите конструкцию конденсатора К53-4.

6.Охарактеризуйте диэлектрик конденсатора К53-4: толщину, удельное электрическое сопротивление, ТКЕ (стабильность ёмкости),электрическая прочность (Е пробоя), абсолютную диэлектрическую проницаемость.

Критерии оценивания:

Оценка «отлично» - выполнение всех заданий с незначительными ошибками.

Оценка «хорошо» - выполнение заданий 1-5 с незначительными ошибками.

Оценка «удовлетворительно» - выполнение заданий 1-5 с ошибками.

Оценка «неудовлетворительно» - выполнение заданий 1-5 на 50%.

Практическая работа № 6

Тема: Анализ применения жидких и газообразных диэлектриков

Цель: закрепить знания по радиокомпонентам с учётом свойств материалов

Задание.

1.Заполните таблицу 1

Таблица1

2.Укажите физический смысл диэлектрических потерь у неполярных жидкостей, не содержащих примесей.

3.Укажите фактор, определяющий электрическую прочность жидких диэлектриков.

4. Заполните таблицу 2

Таблица 2

5.Укажите, как изменяется электрическая прочность при уменьшении расстояния между электродами.

6. Укажите, от каких факторов зависит пробивное напряжение газов в однородном электрическом поле.

7. Укажите, как изменяется пробивное напряжение газового промежутка при уменьшении частоты.

8. Укажите, как изменяется электрическая прочность газа при частоте тока выше 1000 0000 Гц.

9.Укажите основной недостаток газообразной электрической изоляции.

Критерии оценивания:

Оценка «отлично» - выполнение всех заданий с незначительными ошибками.

Оценка «хорошо» - выполнение заданий 1-9 с незначительными ошибками.

Оценка «удовлетворительно» - выполнение заданий 1-9 с ошибками.

Оценка «неудовлетворительно» - выполнение заданий 1-9 на 50%.

Практическая работа № 7

Тема: «Свойства магнитных материалов»

Цель работы: научиться определять основные параметры магнитных материалов, научиться определять изменение магнитных свойств при повышении температуры.

Задание 1 (для нечетных вариантов).

Определить величину напряженности магнитного поля H, при которой индукция достигает насыщения (Вн), если величина относительной магнитной проницаемости равна . Данные для расчета взять из таблицы:

№ вар.	Вн Тл		N %	to	ТКв 1/Со
1

Задание 1 (Для четных вариантов).

Определить величину индукции насыщения Вн, если известно, что насыщение наступает при величине напряженности магнитного поля, равного Н. Магнитная проницаемость материала равна . Данные для расчета взять из таблицы:

№ вар.	Н А/м	.	N %	to	ТКв 1/Со
2

Для выполнения задания 1 пользоваться формулой:

_а= ,

где В – магнитная индукция,

Н – напряженность магнитного поля,

_а – абсолютная магнитная проницаемость.

Для определения _а воспользуйтесь формулой:

= ,

где  – относительная магнитная проницаемость

_о – магнитная постоянная = 1, 257 мкГн/м.

Задание 2 (для всех вариантов).

Определить величину остаточной магнитной индукции В ост, если известно, что она на N% меньше индукции насыщения.

Задание 3 (для всех вариантов).

Определить на сколько и как изменится величина остаточной индукции (Вост) при повышении температуры на t^o.

Вост= Вост(t^o)- Вост

При расчетах пользоваться формулой:

Вост(t^o)=Вост (1+ ТК_в t^o),

Где ТК_в – температурный коэффициент остаточной магнитной индукции.

Задание 4. По имеющимся данным построить кривую перемагничивания в осях координат:

В(тл)

Н(А/м)

График строить в масштабе в соответствии с вашими данными.

На графике обозначить величины:

- Индукцию насыщения Вн;

- Остаточную индукцию Вост.;

- Коэрцитивную силу Нс.

По результатам работы сделать вывод и указать, какие факторы влияют на изменение магнитных характеристик.

Практическая работа № 8

Тема: «Анализ свойств и строения материалов

Цель работы: изучить основные свойства материалов, их зависимость от строения.

Ход работы:

1.Ознакомьтесь с теоретическими положениями.

2.Выполните задание преподавателя.

3.Составьте отчет в соответствии с заданием.

Теоретическая часть

Радиоматериалы это специально подобранные материалы, из которых изготавливают радиодетали и узлы радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Рациональный подбор материалов должен обеспечивать высокую стабильность работы (РЭА).

Применяемые в РЭА материалы по электрическим свойствам делятся на диэлектрики, полупроводники  и проводники, по магнитным – на слабомагнитные и сильномагнитные

материалы.

В отличие от обычных конструкционных материалов (древесина, сталь и другие) радиоматериалы в радиоаппаратуре и электронных устройствах находятся под воздействием постоянных и переменных электромагнитных полей.

Так диэлектрики могут находиться под воздействием высокого напряжения постоянного и переменного токов. Это вызывает особое напряженное состояние диэлектрика. Если электрическое напряжение превысит предел его электрической прочности, то произойдет (пробой) разрушение диэлектрика, что может вызвать выход из работы радиодетали или всего радиоаппарата.

В современных условиях для создания новой радиоаппаратуры необходимы новые материалы и новые технологии получения диэлектриков, проводников, полупроводников, магнетиков.

Выбор материала определяется его электрическими, механическими, магнитными, тепловыми и физико-химическими свойствами.

Проводники – это металлы, с высокой электропроводностью. Полупроводники обладают меньшей электропроводностью, т.к. меньше у них свободных электронов. Под влиянием нагрева, облучения их число увеличивается.

Диэлектрики имеют очень низкую электропроводность, т.к. у них мало электронов и ионов, и используются в электронной аппаратуре в качестве изоляторов. Проводимость диэлектриков появляется при приложении к ним большого напряжения или в условиях нагрева.

Магнитные материалы – вещества, которые намагничиваются под действием внешнего магнитного поля.

Электрические характеристики радиоматериалов

 1)     Удельное электрическое сопротивление – это характеристика электропроводности ρ (Ом·м) или (Ом·см). Для оценки большой электропроводности (Cu, Al и др.) применяют еще меньшую единицу - Ом·мм²/м.

Соотношение между единицами измерения удельного сопротивления

1 Ом·см = 10 000 Ом·мм²/м (или 10⁴ Ом·мм²/м ) = 0,01Ом·м

ρ любого материала зависит от температуры.

В проводниках с ростом температуры растет интенсивность колебаний атомов в узлах кристаллической решетки, что мешает направленному перемещению электронов и приводит к росту удельного сопротивления ρ.

У полупроводников и диэлектриков с ростом температуры общее и удельное сопротивление уменьшается, что объясняется увеличением кинетической энергии носителей электрических зарядов, приводящей к росту концентрации носителей зарядов в соответствующих зонах.

2)     Температурный коэффициент удельного сопротивления ТКρ – величина, позволяющая учитывать скорость изменения удельного электрического сопротивления в зависимости от температуры.

При 60° - 80 °С, ТКρ определяется по формуле:

ρ_t1 – удельное сопротивление при t₁;

ρ_t2 – удельное сопротивление при t₂.

Поскольку у проводников с ростом температуры удельное сопротивление возрастает, их ТКρ > 0.

У полупроводников и диэлектриков ТКρ < 0, т.к. удельное сопротивление с ростом температуры уменьшается.

ТКρ можно заменить температурным коэффициентом сопротивления α.

Если известно ρ₁ при t₁, то можно подсчитать ρ_t2:

ρ_t2 = ρ_t1[1 + α_t1(t₂ – t₁)],     Ом·см

По величине электропроводности все радиоматериалы делятся на:

•  проводники            ρ = 10‾⁶ ÷ 10^-3 Ом·см,  ТКρ > 0

•  полупроводники    ρ = 10‾⁴ ÷ 10¹⁰ Ом·см,  ТКρ < 0

• диэлектрики           ρ = 10¹⁰ ÷ 10²⁰ Ом·см, ТКρ < 0

Наименьшей электропроводностью обладают диэлектрики, наибольшей – проводники.

У твердых диэлектриков существуют токи объемной i_v и поверхностной i_s проводимости, поэтому экспериментально определяют удельное объемное сопротивление ρ_v и удельное поверхностное сопротивление ρ_s.

ρ_v – характеризует свойство диэлектрика проводить ток через свой объем; а ρ_s – по поверхности. У них ρ_v  = 10¹⁵ ÷ 10¹⁸ Ом·см; ρ_s = 10¹³ ÷ 10¹⁶ Ом·см.

У проводников и полупроводников вследствие их большой способности проводить ток, разделить токи объемной и поверхностной электропроводности невозможно. Поэтому у них определяют величину общего удельного сопротивления ρ.

3)     Удельная проводимость γ – есть величина, обратная удельному сопротивлению:

γ = 1/ρ,   Ом‾¹·см‾¹

У твердых диэлектриков различают удельную объемную проводимость

γ_v = 1/ρ_v, Ом‾¹·см‾¹ и удельную поверхностную γ_s = 1/ρ_s, См (сименс) [1 См = 1 Ом‾¹].

Удельная проводимость показывает степень электропроводности материала. Так у проводников γ = 10³ ÷ 10⁶ Ом‾¹·см‾¹, у полупроводников γ= 10‾¹⁰ ÷ 10⁺⁴ Ом‾¹·см‾¹, у диэлектриков удельные электропроводности чрезвычайно малы: γ_v = 10‾¹⁰ ÷ 10‾¹⁸ Ом‾¹·см‾¹, γ_s = 10‾¹⁰ ÷ 10‾¹⁶См.

Диэлектрики поэтому используют для изоляции частей радиоустройств.

4)     Диэлектрическая проницаемость ε – позволяет оценить способность диэлектрика или полупроводника образовывать электрическую емкость (конденсатор) С.

Известно, что емкость С (в фарадах - Ф) плоского конденсатора заданных размеров прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости ε применяемого в нем диэлектрика:

,    

где

ε – диэлектрическая проницаемость (безразмерная величина);

S – площадь металлической обкладки (одной), м²;

h – толщина диэлектрика, м.

5)     Абсолютная диэлектрическая проницаемость ε_а.

ε_а = ε₀·ε,     Ф/м (фарада/метр),

где ε₀ = 8,85416·10‾¹² Ф/м – электрическая постоянная,

ε – диэлектрическая проницаемость.

Величину емкости плоского конденсатора можно выразить через абсолютную диэлектрическую проницаемость:

Отсюда следует, что диэлектрическая проницаемость – величина, определяющая способность материала образовывать электрическую емкость. Наименьшей диэлектрической проницаемостью ε обладает вакуум (ε = 1), ε_{воздуха} = 1,00058. ε больше у жидких и твердых диэлектриков и ε = 2 ÷ 9.

У некоторых твердых диэлектриков, называемых сегнетоэлектриками, ε = 1500÷7500. Это позволяет изготовлять из них электрические конденсаторы очень малых размеров.

6)     Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости ТКε – электрическая характеристика, применяемая для оценки скорости изменения ε от температуры радиоматериалов.

,

где - ε₁ – диэлектрическая проницаемость при t₁;

ε₂ – диэлектрическая проницаемость при t₂.

Знак ТКε указывает на возрастание или убывание диэлектрической проницаемости. ТКε показывает, с какой скоростью возрастает или убывает диэлектрическая проницаемость, а следовательно, величина емкости, образуемой диэлектриком или полупроводником.

7)     Электрическая прочность Е_пр – представляет собой напряженность электрического поля, при которой наступает пробой диэлектрика или полупроводника Е_пр = U_пр/h, (В/м), где U_пр – электрическое напряжение (В), при котором произошел пробой образца диэлектрика; h – толщина образца диэлектрика в месте пробоя (м).

Механические характеристики радиоматериалов

1.      Предел прочности при растяжении σ_р

где - Р_р – разрушающее усилие при растяжении (разрыве) образца материала, Н (ньютон);

S₀ – площадь сечения образца материала до разрушения, м².

2.      Относительное удлинение при растяжении - e_р.

где l₀ и l_p – длины образца материала до и после растяжения, мм.

Относительное удлинение материала при растяжении позволяет оценить эластичность материала.

Так, резины l_p = 250 ÷ 300 %, у металлических проводников e_p = 15 ÷ 50 %, у пластмасс e_p = 2 ÷ 5 %.

3. Предел прочности при сжатии – σ_с

где - Р_с – разрушающее усилие при сжатии материала, Н;

S₀ – площадь поперечного сечения образца, м²

Для измерения σ_с образец помещают между плитами пресса и сжимают с определенной скоростью роста механического напряжения до разрушения.

4. Ударная вязкость а – предел прочности при ударном изгибе,

где - ΔА – работа в Дж, затраченная на разрушение образца материала шириной b и толщиной h, то есть площадью поперечного сечением S₀ в м².

а – позволяет судить о хрупкости материала.

Чем меньше а, тем материал более хрупкий. Так у радиокерамических материалов, отличающихся высокой хрупкостью, а = 1,8 ÷ 4,5 кДж/м², а у стеклотестолитов с меньшей хрупкостью а = 100 ÷ 150 кДж/м².

Тепловые характеристики радиоматериалов

 Многие радиоматериалы, особенно органические диэлектрики, очень чувствительны к высоким и низким температурам. Для описания тепловых свойств радиоматериалов используются:

·           Температура плавления t_пл(°С) или T_пл(К) – температура перехода из твердого состояния в жидкое у кристаллических материалов, (металлов, полупроводников, диэлектриков).

·           Температура размягчения t_р(°С) или T_р(К) – условная температура перехода (размягчения) из твердого состояния в жидкое определяется у аморфных материалов.

·           Температурный коэффициент линейного расширения ТКЛР – коэффициент равный относительному изменению длины материала при изменении температуры на один градус

где - l₀ и l₁ – длины материала при t₀ и t₁.

Знание  ТКЛР имеет большое практическое значение при герметизации узлов радиоаппаратуры. Нельзя соединять детали с резко отличающимися ТКЛР. Наименьшее ТКЛР у кварцевого стекла (5,5·10‾⁷ 1/°С), большие ТКЛР имеют ртуть 182·10‾⁶ 1/°С, полиэтилен - 145·10‾⁶ 1/°С.

·           Коэффициент теплопроводности λ – позволяет оценить способность материала проводить тепло от более нагретой поверхности кменее нагретой. Это свойство материала называется теплопроводностью.

где - Q – количество тепла, проходящее за время t (с) через стенку материала площадью S (м²) и толщиной h (м); T₂ – T₁ – разность температур поверхностей образца.

Наибольшая теплопроводность λ у металлов, 350 ¸ 440 Вт/(м·К). Значительно меньше у органических диэлектриков – 0,12 ¸ 0,28 Вт/(м·К).

·           Теплостойкость – определяется у органических полимерных диэлектриков. Позволяет оценить стойкость материала к нагреву при одновременном воздействии на материал изгибающей механической нагрузки. У полистирола теплостойкость – 75 ¸ 80 °С, у гетинакса – 150 ¸ 170 °С. При превышении этих температур, радиодетали начинают испытывать деформации.

·           Нагревостойкость – способность диэлектрика длительно выдерживать предельно допустимую температуру без изменения механических, электрических и других характеристик. Существует 7 классов нагревостойкости электроизоляционных материалов.

·           Холодостойкость – оценивается стойкостью материалов к низким температурам. Малой стойкостью материалов к низким температурам обладают полимерные органические диэлектрики, резины, компаунды и др. При (- 50 °С) и ниже они теряют эластичность, растрескиваются.

Физико – химические характеристики радиоматериалов

 ·           Водопоглощаемость ω – оценивает свойство материала противостоять проникновению в него воды. Образцы диэлектрика взвешивают сухими, погружают в дистиллированную воду при 20 °С на 24, 48 и более часов, а затем вынимают и взвешивают.

где - G₁- масса образца в исходном состоянии (г); G₂- масса образца после пребывания в воде (г).

·           Гигроскопичность J - характеристика, позволяющая оценить способность материала противостоять проникновению в него паров воды (тумана):

где - G₀ – масса абсолютно сухого образца (г); G₃ – масса после пребывания во влажной камере 24, 48 и более часов.

Чем больше гигроскопичность, тем ниже электрические характеристики.

·           Тропическая стойкость (тропикостойкость) - стойкость к атмосферным воздействиям в странах с тропическим климатом (Индия, Цейлон и др.).

В условиях влажного тропического климата радиоматериалы подвергаются воздействию:

¨ высокой температуры (45 - 55°С);

¨ резких перепадов температуры в течение суток;

¨ высокой влажности воздуха;

¨ солнечной радиации;

¨ воздуха, содержащего соли и пыль;

¨ плесневые грибки, повреждающие многие органические радиоматериалы;

¨ насекомые, повреждающие органические диэлектрики.

Наиболее стойкими являются радиоматериалы неорганического происхождения: радиокерамика, ситаллы, фторорганические и кремнийорганические полимерные диэлектрики.

·           Радиационная стойкость – позволяет оценить стойкость радиоматериалов к воздействию ионизирующих излучений: a -, b -, g -лучей, потоков нейтронов и др.

Эти излучения вызывают структурные изменения в диэлектриках органического и неорганического происхождения, а также в полупроводниках и даже в проводниках. В результате изменяются первоначальные свойства и характеристики материала, возможно даже разрушение некоторых органических диэлектриков. Небольшие дозы облучения у некоторых диэлектриков (полиэтилен, полипропилен) улучшают их структуру и основные характеристики.

Практическая часть

Содержание отчета.

1. Укажите название работы, ее цель.

2. Изобразите графически строение материалов.

3. Распишите свойства присущие аморфным материалам.

4. Распишите свойства присущие кристаллическим материалам.

5. Укажите свойства присущие обоим группам материалов.

6. Рефлексия

Практическая работа № 9

Тема: Анализ электропроводности полупроводниковых материалов

Цель: Изучить и проанализировать электропроводность полупроводниковых материалов.

Формируемые умения:

- использовать электроматериалы при выполнении монтажных работ

Теоретические сведения:

Для полупроводниковых материалов характерна зависимость электропроводности от внешних факторов. В частности имеет место ярко выраженная зависимость электропроводности от температуры. Для полупроводников, не имеющих примесей, электропроводность обусловлена собственными подвижными носителями заряда. Этими носителями заряда являются свободные электроны в зоне проводимости и дырки в валентной зоне. Электроны и дырки образуются парами за счет перехода электронов через запрещенную зону шириной E из валентной зоны в зону проводимости за счет теплового движения. Число свободных n электронов в единице объема для собственного полупроводника определяется соотношением величины заряда. Эта зависимость носит экспоненциальный характер и число носителей заряда быстро растет с ростом температуры. Удельная проводимость полупроводников помимо концентрации определяется также подвижностью носителей заряда и величиной заряда электрона. В свою очередь, подвижность определяется как отношение скорости направленного движения носителей к напряженности поля. Подвижность зависит от температуры в гораздо меньшей степени, чем концентрация.

Для изготовления полупроводниковых приборов применяют примесные полупроводники. Примеси, вводимые в полупроводник в очень малых количествах заметно влияют на величину и характер электропроводности полупроводника. Энергетические уровни валентных электронов за счет наличия примеси могут располагаться внутри запрещенной зоны вблизи дна зоны проводимости (рис. ). В этом случае для перехода в зону проводимости примесные электроны должны преодолеть не всю ширину запрещенной зоны (составляющую для полупроводников от десятых долей электронвольта до 3-5 эВ), а барьер (энергетическое расстояние от примесного уровня до дна зоны проводимости, составляющая несколько сотых долей электронвольта). Такие примесные уровни называются донорными (отдающими электроны в зону проводимости), а сами примесные атомы – донорами.

Для других типов примеси примесные уровни располагаются вблизи потолка валентной зоны. Вследствие тепловых колебаний валентные электроны попадают на примесный уровень. Примесный атом захватывает электрон, в валентной зоне образуется вакансия – положительно заряженная дырка. Примесная проводимость в этом случае обусловлена движением дырок в валентной зоне. Такого рода примеси называются акцепторными. Полупроводники с донорными примесями, в которых преобладает электронная проводимость, являются полупроводниками n-типа. Полупроводники с акцепторными примесями, у которых преобладает дырочная проводимость, называю полупроводниками p-типа. При низких температурах имеет место в основном примесная проводимость. При увеличении температуры до некоторого значения примесная проводимость растет за счет ионизации атомов примеси. При более высоких температурах на некотором интервале наблюдается некоторое уменьшение проводимости. В этом температурном интервале число примесных носителей заряда достигает насыщения (все атомы примеси ионизированы отдали или приняли электроны в зависимости от того какая примесь – донорная или акцепторная), а их подвижность уменьшается вследствие рассеяния на тепловых колебаниях атомов. Собственная проводимость, обусловленная ионизацией собственных атомов полупроводника, проявляется лишь при больших температурах.

Практическая часть.

Содержание отчета:

1. Укажите название работы, ее цель.

2. Опишите физические основы и характерные черты явления электропроводности полупроводников.

3. Укажите влияние температуры на электропроводность полупроводников.

4. Укажите донорные и акцепторные примеси в полупроводниках.

5. Составьте таблицу влияния примесей на электропроводность полупроводников

6. Релаксация.

Критерии оценки:

Оценка 5 – «отлично» выставляется, если обучающийся имеет глубокие знания учебного материала по теме практической работы, показывает усвоение взаимосвязи основных понятий используемых в работе, смог ответить на все уточняющие и дополнительные вопросы.

Оценка 4 – «хорошо» выставляется, если обучающийся показал знание учебного материала, усвоил основную литературу, смог ответить почти полно на все заданные дополнительные и уточняющие вопросы.

Оценка 3 – «удовлетворительно» выставляется, если обучающийся в целом освоил материал практической работы, ответил не на все уточняющие и дополнительные вопросы.

Оценка 2 – «неудовлетворительно» выставляется обучающемуся, если он имеет существенные пробелы в знаниях основного учебного материала практической работы, который полностью не раскрыл содержание вопросов, не смог ответить на уточняющие и дополнительные вопросы.

Практическая работа № 10

Тема: Анализ классификации полупроводниковых материалов

Цель: изучить классификацию полупроводниковых материалов; возможность использования полупроводников в радиоэлектронике;

Теоретические сведения:

Полупроводниковый материал — материал, предна­значенный для использования его полупроводниковых свойств.

Полупроводниковые материалы могут быть разделены на три группы:

• простые полупроводники — химические элементы, ко­торыми являются В—бор, Si— кремний, Ge — германий, Р — фосфор, As — мышьяк, S — сера, Sb — сурьма, Те — теллур, I — йод, Se — селен;

• полупроводниковые химические соединения типа: a ^IVb^IV - SiC и др, A ^IIIB^V – InSb, GaAs и др., А^IIB^VI – CdS, ZnSe и др.; оксиды — Cu2O, TiO2 и др.;

• многофазные полупроводниковые материалы с полу­проводящей или проводящей фазой из карбида кремния, графита и т.д.

Полупроводники представляют собой весьма многочисленный класс материалов. В него входят сотни самых разнообразных ве­ществ: как элементов, так и химических соединений. Полупро­водниковыми свойствами могут обладать как неорганические, так и органические вещества, кристаллические и аморфные, твердые и жидкие, немагнитные и магнитные. Несмотря на существенные различия в строении и химическом составе материалы этого клас­са роднит одно замечательное качество — способность сильно из­менять свои электрические свойства под влиянием небольших внешних энергетических воздействий.

Основу современной электроники составляют неорганические кристаллические полупроводники. Полупроводниковые свойства проявляют 12 химических элементов, находящихся в средней ча­сти Периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Значе­ния ширины запрещенной зоны элементарных полупроводников указаны в табл.1. Расположив элементы в порядке их следования в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева, можно вы­явить некоторые закономерности в изменении ширины запрещен­ной зоны: она возрастает при переходе от элемента к элементу слева направо, но уменьшается в каждой группе при движении сверху вниз. Значения ДЭ хорошо коррелируют с температурой плавления материалов, поскольку обе эти величины определяют­ся энергией связи атомов в кристаллической решетке.

Полупроводниковыми свойствами обла­дают и некоторые модификации олова и углерода. Последний су­ществует в двух аллотропных формах: алмаз и графит. Графит по электрическим свойствам близок к проводникам (ДЭ < 0,1 эВ), а чистые алмазы являются диэлектриками. Однако искусственные алмазы под влиянием вводимых примесей приобретают свойства полупроводников.

Олово в нормальных условиях является хорошим проводником (белое олово, или β-модификация), но при температуре ниже 13,2 °С оно переходит в полупроводниковую α-модификацию (се­рое олово), обладающую структурой алмаза.

Среди всех элементарных веществ достойное место в полупро­водниковой технике занимают лишь кремний и германий.

Полупроводниковые неорганические соединения могут состо­ять из двух, трех и большего числа элементов. В качестве примера таких соединений можно привести InSb, Bi₂Te₃, ZnSiAs₂, CuGe₂P₃. Кристаллическая структура многих соединений характеризуется тетраэдрической координацией атомов, как это имеет место в решетке алмаза. Такие полупроводниковые соединения получили название алмазоподобных полупроводников. Среди них наибольший научный и практический интерес представляют бинарные соеди­нения типа A^!IIB^V, A¹^^ и А^В¹⁴', которые в настоящее время являются важнейшими материалами полупроводниковой опто-электроники.

Большинство алмазоподобных полупроводников с родствен­ными свойствами образуют между собой изовалентные твердые растворы. В твердых растворах путем изменения состава можно плавно и в достаточно широких пределах управлять важнейшими свойствами полупроводников, в частности шириной запрещен­ной зоны и подвижностью носителей заряда. Это открывает до­полнительные возможности для оптимизации параметров полу­проводниковых приборов, позволяет добиться лучшего согласо­вания физических характеристик различных компонентов элект­ронной аппаратуры.

Для изготовления полупроводниковых приборов используются как монокристаллические, так и поликристаллические матери­алы. Монокристаллические представляют собой более простые си­стемы, с более совершенным строением, чем поликристалличе­ские материалы. Они наиболее глубоко изучены, физические яв­ления в них лучше поддаются математическому моделированию, и они обеспечивают большую надежность и идентичность пара­метров полупроводниковых приборов.

Свойства аморфных, органических и магнитных полупровод­ников изучены пока недостаточно, хотя практическая значимость этих веществ непрерывно возрастает. Аморфные полупроводники относятся к классу неупорядоченных систем. По способу получе­ния их принято подразделять на две группы.

Первую группу составляют аморфные полупроводники с ковалентными связями, причем это могут быть как элементарные ве­щества (аморфные кремний, германий, теллур, селен и др.), так и простейшие бинарные композиции (например, SiC, GaAs, CdS и т.п.). Как правило, их получают путем неравновесной конденса­ции из газовой фазы. Безусловным лидером среди этой группы материалов является гидрогенизированный аморфный кремний, интерес к которому обусловлен прежде всего возможностями со­здания на его основе самых дешевых фотоэлектрических преобра­зователей солнечной энергии (солнечных батарей).

Вторую группу представляют стеклообразные полупроводни­ки, получаемые переохлаждением расплава. Их подразделяют нахалькогенидные и оксидные материалы. Халькогенидные стекла синтезируют сплавлением халькогенов с элементами III, IV и V групп Периодической системы элементов Д. И. Менделеева (на­пример, As₄₀S₆₀, GeS₂, Tl₂Se и др.). Оксидные полупроводнико­вые стекла имеют сложный многоэлементный состав, который можно выразить обобщенной формулой вида V₂O₅—Р₂О₅—МеО^., где Me — металл I...IV групп Периодической системы элементов Д. И. Менделеева.

Полупроводниковые стекла обладают рядом интересных свойств, определяющих их практическое применение. В частно­сти, они могут переходить из высокоомного состояния в низкоомное под влиянием электрического поля (эффект электрическо­го переключения), что позволяет использовать их в качестве по­роговых переключателей и элементов памяти. Халькогенидные стек­ла обладают хорошей прозрачностью для ИК-излучения, облада­ют внутренним фотоэффектом. Поэтому их применяют как фото­чувствительную среду для оптической записи информации и как материал для световодов и мишеней видиконов (телевизионный передающий электронно-лучевой прибор). Оксидные стеклообраз­ные полупроводники используются при создании датчиков тем­пературы и давления.

В механизме электропроводности аморфных неорганических и кристаллических органических полупроводников выявлен ряд об­щих закономерностей. Интерес к органическим полупроводникам отчасти вызван тем, что в некоторых из них полупроводниковые свойства сочетаются с эластичностью, которая позволяет изготов­лять рабочие элементы в виде гибких лент и волокон. В противопо­ложность аморфным полупроводникам многие органические полу­проводники имеют слоистую структуру. Наиболее исследованными органическими полупроводниками являются ароматические угле­водороды, такие как нафталин, антрацен, тетрацен и др. Они пред­ставляют собой производные бензола и могут быть получены в виде монокристаллов, которые отличаются низкой симметрией.

Из элементов V группы при определенных условиях п/п свойства проявляют P, As, Sb. Однако п/п модификации этих элементов малодоступны, но они являются важнейшими п/п образующими (GaAs, AlP, InSb). Из элементов VI группа – Se, Te. Se является важнейшим п/п материалом, п/п образующим элементом, на основе которого получают селениды металлов. Te самостоятельного применения не имеет, но теллуриды широко применяются в качестве п/п материалов. S(сера) – изолятор, хотя она обладает сильно выраженной фотопроводимостью. S является основой сульфидов (Ag, Cd, Pb). В группе S-Se-Te с увеличением порядкового номера ΔЕ уменьшается. III В – единственный элементарный п/п, который не применяется: высокая температура плавления, значительная ΔЕ = 1.58 эВ, распространенность в природе (в 10 раз > Ge); недостаток – трудность получения в высокой степени чистоты монокристаллов.

Порядок выполнения работы:

1. Запишите тему и цель работы.

2. Изучите теоретический материал по предложенной теме.

3. Укажите принцип классификации материалов.

4. Составьте сравнительную таблицу полупровдников.

5. Релаксация.

Критерии оценки:

Оценка 5 – «отлично» выставляется, если обучающийся имеет глубокие знания учебного материала по теме практической работы, показывает усвоение взаимосвязи основных понятий используемых в работе, смог ответить на все уточняющие и дополнительные вопросы.

Оценка 4 – «хорошо» выставляется, если обучающийся показал знание учебного материала, усвоил основную литературу, смог ответить почти полно на все заданные дополнительные и уточняющие вопросы.

Оценка 3 – «удовлетворительно» выставляется, если обучающийся в целом освоил материал практической работы, ответил не на все уточняющие и дополнительные вопросы.

Оценка 2 – «неудовлетворительно» выставляется обучающемуся, если он имеет существенные пробелы в знаниях основного учебного материала практической работы, который полностью не раскрыл содержание вопросов, не смог ответить на уточняющие и дополнительные вопросы.

Практическая работа №11

Сравнительный анализ твёрдых проводниковых материалов:

алюминия и меди по электрическим, механическим, тепловым характеристикам, способу получения, весу, содержанию в природе и др.

Цель: закрепить знания по радиокомпонентам с учётом свойств материалов

Инструкция: письменно выполните следующие задания

1.Указать достоинства и недостатки алюминия в сравнении с медью (минимум 16).

2. Указать сплавы алюминия.

3.Указать применение алюминия и его сплавов (минимум 5).

4. Указать инструмент для пайки и типы флюсов.

Критерии оценивания:

Оценка «отлично» - выполнение всех заданий с незначительными ошибками.

Оценка «хорошо» - выполнение заданий 1-4 с незначительными ошибками.

Оценка «удовлетворительно» - выполнение заданий 1-4 с ошибками.

Оценка «неудовлетворительно» - выполнение заданий 1-4 на 50%.

Практическая работа №12

Тема: Анализ классификации проводниковых материалов

Цель: ОК 4. Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

Задание:

1.Ознакомиться с заданием и раздаточным материалом (таблица характеристик).

2.Записать определение и физический смысл основного свойства проводниковых материалов-электропроводность.

3. Заполнить таблицу классификации проводниковых материалов по удельному электрическому сопротивлению (ρ) и удельной проводимости (ү).

4. Пронумеровать материалы в порядке увеличения удельного электрического сопротивления.

5. Пронумеровать материалы в порядке увеличения удельной электрической проводимости.

6. Проанализировать п.3 и п.4.Записать вывод. В выводе указать самый лучший материал по удельному электрическому сопротивлению и самый лучший материал по удельной электрической проводимости.

Критерии оценивания:

Оценка «отлично» - выполнение всех заданий с незначительными ошибками.

Оценка «хорошо» - выполнение заданий 1-5 с незначительными ошибками.

Оценка «удовлетворительно» - выполнение заданий 1-5 с ошибками.

Оценка «неудовлетворительно» - выполнение заданий 1-5 на 50%.

Практическая работа №13

Тема: «Свойства и характеристики проводниковых материалов»

Цель работы: Научиться рассчитывать электрические характеристики материалов. Определять изменения параметров проводниковых материалов в зависимости от изменения внешних условий.

Числовые данные для выполнения задания находятся в карточке индивидуального варианта.

Задание 1. Имеется металлическая проволока длиной lo диаметром d

с общим сопротивлением Ro.

Определить: материал, из которого изготовлена проволока. Для этого необходимо определить величину ρo.

ρo=Ro ,

где: ρo - удельное сопротивление проводника при температуре t^o.

Ro- общее сопротивление проводника при t^o.

S – площадь поперечного сечения проводника S=

l – длина проводника

По справочной таблице определить материал, у которого величина удельного сопротивления соответствует величине рассчитанного ρo.

Задание 2. В процессе эксплуатации происходит повышение температуры окружающей среды на Δt^o.

Определить:

2.1 На сколько измениться общее сопротивление проволоки при увеличении температуры на Δt^o.

ΔR=R(t^o) – Ro,

Для определения величины R(t^o), необходимо рассчитать величину ρ(t^o).

ρ(t^o) = ρ_o*(1+TKρ* Δt^o),

где: Δt^o- изменение температуры окружающей среды

TKρ – температурный коэффициент удельного сопротивления соответствует справочному значению TKρ материала, определенного в задании 1.

ρ(t^o)- удельное сопротивление материала при изменении температуры на Δt^o.

2.2 На сколько измениться длина проволоки при увеличении температуры на Δt^o.

Δl= l(t^o)- lo

L(t^o)= Lo*(1+TK_L* Δt^o),

где: Lo - длина проводника при начальной температуре t^o .

L (t^o)- длина проводника при повышении температуры на Δt^o

TK_L- температурный коэффициент линейного расширения материала, определенного в задании 1.Соответствует справочной величине.

Данные для расчета задания 1и 2 находятся в таблице:

№ вар.	lо м	d мм	Rо Ом	Δto

Задание 3. Ответить на вопросы:

1. Какие внешние факторы (кроме температуры) влияют на величину удельного сопротивления металлических проводников.

2. Какие металлы относятся к проводникам с высокой удельной проводимостью.

Практическая работа №14

Тема: Проводниковые материалы высокой проводимости и высокого сопротивления

Цель: ОК 4. Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

Задание:

1.Ознакомиться с заданием и раздаточным материалом (таблица характеристик).

2.Записать ( обобщённо), какие материалы используют в качестве материалов с высоким сопротивлением.

3. Записать как подразделяются по назначению материалы с высоким сопротивлением

3. Заполнить таблицу №1 классификации проводниковых материалов по удельному электрическому сопротивлению (ρ) , температурному коэффициенту термоЭДС в паре сплава с медью, ТКр. См. учебник Л.В.Журавлёва стр.40, табл.3.4.

4. Пронумеровать материалы в порядке увеличения удельного электрического сопротивления.

5. Пронумеровать материалы в порядке увеличения температурного коэффициента термоЭДС в паре сплава с медью.

6. Пронумеровать материалы в порядке увеличения температурного коэффициента удельного электрического сопротивления (ТКр).

7. Проанализировать п.3, п.4, п.5.

8.Записать :

- применение каждого материала ;

-ограничение применения, в чем оно проявляется и счем связано.

Таблица №1

Критерии оценивания:

Оценка «отлично» - выполнение всех заданий с незначительными ошибками.

Оценка «хорошо» - выполнение заданий 1-7 с незначительными ошибками.

Оценка «удовлетворительно» - выполнение заданий 1-7 с ошибками.

Оценка «неудовлетворительно» - выполнение заданий 1-8 на 50%.

Практическая работа № 15

Тема: Анализ материалов для подвижных контактов: скользящих и размыкающих

Цель: ОК 4. Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

Задание:

1.Ознакомиться с заданием и раздаточным материалом (галетный переключатель ПГК-2П8Н, резистор СП3-16 А).

2.Указать назначение компонента.

3. Указать составные части (устройство) компонентов и материал .

4.Указать тип контактов (скользящие или размыкающие), а также материалы контактов.

5.Указать свойства, которыми должны обладать материалы контактов.

6.Указать, что необходимо выполнить, чтобы эксплуатировать устройства с подвижными контактами в более жёстких условиях, повышенным сроком службы и уменьшением числа отказов.

Критерии оценивания:

Оценка «отлично» - выполнение всех заданий с незначительными ошибками.

Оценка «хорошо» - выполнение заданий 1-7 с незначительными ошибками.

Оценка «удовлетворительно» - выполнение заданий 1-7 с ошибками.

Оценка «неудовлетворительно» - выполнение заданий 1-8 на 50%.

Практическая работа № 17

Тема: Устройство резистора СП3-16А и конденсатора К53-4

Цель: закрепить знания по радиокомпонентам с учётом свойств материалов

Задание.

1.Выполнить запись радиокомпонентов.

2. Расшифровать запись радиокомпонентов.

3.Указать назначение радиокомпонентов.

4.Указать составные части, предполагаемый материал, назначение (роль) в радиокомпоненте. Никулин, главаVIII -IХ.

Пример: каркас- (керамика, ) предназначен для нанесения резиста, закрепления чашечек, выводов .

5. Указать параметры четырёх характеристик: электрических, механических, тепловых, физико-химических.

6. Новейшие технологии в получении данных радиокомпонентов.

Критерии оценивания:

Оценка «отлично» - выполнение всех заданий с незначительными ошибками.

Оценка «хорошо» - выполнение заданий 1-5 с незначительными ошибками.

Оценка «удовлетворительно» - выполнение заданий 1-5 с ошибками.

Оценка «неудовлетворительно» - выполнение заданий 1-5 на 50%.

Практическая работа № 18

Тема: Устройство импульсного трансформатора ОСТИ 4-54 В ОЮО.472.063 ТУ, дросселя ДМ-2,4, переменной катушки индуктивности ПКИП-З

Цель: закрепить знания по радиокомпонентам с учётом свойств материалов

Задание.

1.Выполнить запись радиокомпонентов.

2. Расшифровать запись радиокомпонентов.

3.Указать назначение радиокомпонентов.

4.Указать составные части, предполагаемый материал, назначение (роль) в радиокомпоненте. Никулин, глава Х-Х1.

Пример: каркас- (полистирол, ВЧ изоляция) предназначен для расположения (намотки) обмоток, закрепления выводов.

5. Указать параметры четырёх магнитных характеристик. Никулин,стр.78-81.

6. Новейшие технологии в получении данных радиокомпонентов.

Критерии оценивания:

Оценка «отлично» - выполнение всех заданий с незначительными ошибками.

Оценка «хорошо» - выполнение заданий 1-5 с незначительными ошибками.

Оценка «удовлетворительно» - выполнение заданий 1-5 с ошибками.

Оценка «неудовлетворительно» - выполнение заданий 1-5 на 50%.

Практическая работа № 19

Устройство полевого КП 302Г и биполярного КТ 351А транзисторов

Цель: закрепить знания по радиокомпонентам с учётом свойств материалов

Задание.

1.Выполнить запись радиокомпонентов.

2. Расшифровать запись радиокомпонентов.

3.Указать назначение радиокомпонентов.

4.Указать составные части, предполагаемый материал, назначение (роль) в радиокомпоненте.

Пример: каркас- (полистирол, ВЧ изоляция) предназначен для расположения (намотки) обмоток, закрепления выводов.

5. Указать основные параметры электрических свойств полупроводниковых материалов.

6. Новейшие технологии в получении данных радиокомпонентов.

Критерии оценивания:

Оценка «отлично» - выполнение всех заданий с незначительными ошибками.

Оценка «хорошо» - выполнение заданий 1-5 с незначительными ошибками.

Оценка «удовлетворительно» - выполнение заданий 1-5 с ошибками.

Оценка «неудовлетворительно» - выполнение заданий 1-5 на 50%.

Практическая работа № 20

Устройство гибридной интегральной микросхемы

Цель: закрепить знания по радиокомпонентам с учётом свойств материалов

Задание.

1.Выполнить запись радиокомпонента.

2. Расшифровать запись радиокомпонента.

3.Указать назначение радиокомпонента.

4.Указать составные части, предполагаемый материал, назначение (роль) в радиокомпоненте.

Пример: каркас- (полистирол, ВЧ изоляция) предназначен для расположения (намотки) обмоток, закрепления выводов.

5. Указать технологию изготовления микросхем.

6.Указать достоинства и недостатки гибридной и полупроводниковой технологии изготовления микросхем

7. Новейшие технологии в получении данных радиокомпонентов.

Критерии оценивания:

Оценка «отлично» - выполнение всех заданий с незначительными ошибками.

Оценка «хорошо» - выполнение заданий 1-6 с незначительными ошибками.

Оценка «удовлетворительно» - выполнение заданий 1-6 с ошибками.

Оценка «неудовлетворительно» - выполнение заданий 1-6 на 50%.

Практическая работа

Тема «Обобщающее занятие по курсу изучения материаловедения»

Цель работы: Закрепить знания по дисциплине «Материаловедение» и научиться определять практическую связь ЭРМ с различными изучаемыми дисциплинами.

Задание 1. Заполнить таблицу 1 следующего содержания по аналогии с предложенным примером.

Таблица 1.

При выполнении задания 1 внимательно ознакомиться с блок-схемой «Взаимосвязь дисциплины «ЭЛЕКТРОРАДИОМАТЕРИАЛЫ и РАДИОКОМПОНЕНТЫ» с другими дисциплинами.

Задание 2. Сделать вывод о необходимости изучения дисциплины.

Заполнить Блок- схему

Взаимосвязь дисциплины «Материаловедение» с другими дисциплинами.

Ф И З И К А

Материаловедение

МДК 01.01. Основы слесарно-сборочных и электромонтажных работ